一种托卡马克外侧天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种托卡马克外侧天线，包括馈电波导、帽檐、子波导和金属底座，金属底座呈W型，金属底座的两端分别与一馈电波导的下表面连接，两个馈电波导相对的一侧分别与一帽檐连接，金属底座上表面上等间距设置有若干个子波导，每个子波导的高度均不超过馈电波导的高度，一个馈电波导用于作为微波输入端口，另一个用于微波输出端口。本实用新型专利技术的托卡马克外侧天线是一种馈电简单，低反射透射系数，高方向性的新型天线，天线排列紧凑，稳定性高，性能良好，主要应用于高平均功率微波系统中，特别是低杂波驱动的托卡马克系统。特别是低杂波驱动的托卡马克系统。特别是低杂波驱动的托卡马克系统。

【技术实现步骤摘要】
一种托卡马克外侧天线


[0001]本技术涉及外侧天线的
，特别是涉及一种托卡马克外侧天线。

技术介绍

[0002]低杂波电流驱动是在国际上被实验证实的，最有效的托卡马克核聚变非感应电流驱动方法之一。天线作为系统的重要核心部件，具有将功率馈入到等离子内的重要作用。目前国际上传统的大型托卡马克装置一般采用多结波导阵天线，其平行折射率n
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一般小于3，如：EAST、HL
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1、JET等。自1990年以来，日本等国家发展了一种球形托卡马克，其体型相对较小，以射频波段的离子回旋(ICRF)作为主要驱动方式，取得了一定的效果，证明了小型托卡马克的可行性。
[0003]球托卡马克以紧凑型、无污染、低成本为主要研究方向，其目标是力争在三十年内实现聚变能源商业化。目前，传统的多结波导阵天线不能满足球托卡马克，因为其平行折射率较小，无法穿透密度较大的等离子体层到达等离子体核心区域，所以该领域的天线技术基本是空白，也是亟需解决的有意义的技术难题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种托卡马克外侧天线，以解决上述现有技术存在的小型托卡马克低杂波电流驱动的问题，使金属天线馈电简单、反射透射系数低、方向性高。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0006]本技术提供了一种托卡马克外侧天线，包括馈电波导、帽檐、子波导和金属底座，所述金属底座呈W型，所述金属底座的两端分别与一所述馈电波导的下表面连接，两个所述馈电波导相对的一侧分别与一所述帽檐连接，所述金属底座上表面上等间距设置有若干个所述子波导，每个所述子波导的高度均不超过所述馈电波导的高度，一个所述馈电波导用于作为微波输入端口，另一个所述馈电波导用于微波输出端口。
[0007]优选的，所述馈电波导的通过口为矩形，所述馈电波导的顶面与所述金属底座的顶端平齐，所述子波导的起始高度不高于所述馈电波导的底面。
[0008]优选的，所述帽檐呈倒U型且对称连接于两端的所述馈电波导上，所述帽檐的顶面与所述馈电波导的顶面平齐、两侧面均为直角三角形，两侧面均与所述馈电波导的侧壁相连。
[0009]优选的，所述金属底座的底板呈拱形，所述底板上对称设置有两段台阶面，每段所述台阶面的两端均为平面，所述底板上设置的所述子波导的竖直长度相同且均为0mm
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100mm。
[0010]优选的，所述台阶面的每层台阶高度为0mm
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100mm；所述馈电波导的长度至少为100mm、宽度至少为20mm；所述帽檐的沿微波传导方向的长度至少为20mm。
[0011]优选的，相邻的所述子波导之间的辐射缝隙填充物质为空气或者为真空，所述辐射缝隙的个数至少为16个，所述辐射缝隙的宽度为0mm
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100mm，所述辐射缝隙的深度为0mm
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100mm。
[0012]优选的，所述辐射缝隙的个数为28个、深度为28mm。
[0013]优选的，所述子波导的个数为0
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100个，所述子波导的厚度为0mm
‑
100mm。
[0014]优选的，所述子波导的个数为27个，所述子波导的厚度为1.5mm、间距为5mm。
[0015]优选的，所述馈电波导、所述帽檐、所述子波导和所述金属底座的材质为铜、铝、铁或者不锈钢材质。
[0016]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本技术的托卡马克外侧天线是一种馈电简单，低反射透射系数，高方向性的新型天线，天线排列紧凑，稳定性高，性能良好，主要应用于高平均功率微波系统中，特别是低杂波驱动的托卡马克系统。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术托卡马克外侧天线的结构示意图一；
[0020]图2为本技术托卡马克外侧天线的结构示意图二；
[0021]图3为本技术托卡马克外侧天线的结构示意图三；
[0022]图4为本技术托卡马克外侧天线的S参数图；
[0023]图5为本技术托卡马克外侧天线的平行折射率图；
[0024]其中：1
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馈电波导，2
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帽檐，3
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金属底座，4
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子波导，5
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辐射缝隙。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]本技术的目的是提供一种托卡马克外侧天线，以解决现有技术存在的小型托卡马克低杂波电流驱动的问题，使金属天线馈电简单、反射透射系数低、方向性高。
[0027]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0028]如图1至图5所示：本实施例提供了一种托卡马克外侧天线，包括馈电波导1、帽檐2、子波导4和金属底座3，金属底座3呈W型，金属底座3的两端分别与一馈电波导1的下表面连接，两个馈电波导1相对的一侧分别与一帽檐2连接，金属底座3上表面上等间距设置有若干个子波导4，每个子波导4的高度均不超过馈电波导1的高度，一个馈电波导1用于作为微波输入端口，另一个馈电波导1用于微波输出端口。
[0029]馈电波导1的通过口为矩形，馈电波导1的顶面与金属底座3的顶端平齐，子波导4的起始高度不高于馈电波导1的底面。帽檐2呈倒U型且对称连接于两端的馈电波导1上，帽
檐2的顶面与馈电波导1的顶面平齐、两侧面均为直角三角形，两侧面均与馈电波导1的侧壁相连。为了使左边端口进入的微波耦合进天线，且使场强分布符合要求，左右两边的帽檐2是完全对称的。
[0030]金属底座3的底板呈拱形，底板上对称设置有两段台阶面，每段台阶面的两端均为平面，金属底座3和子波导4为一体成型件，底板上设置的子波导4的竖直长度相同且均为0mm
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100mm。其中，具有一定坡度的金属板可以尽可能的使天线顶端靠近等离子体，并对平行折射率和S参数进行调节，以适应不同距离或条件下的等离子体。台阶面的每层台阶高度为0mm
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100mm；馈电波导1的长度至少为100mm、宽度至少为20mm；帽檐2的沿微波传导方向的长度至少为20mm。本实施例中每层台阶的高度为2.25mm，帽檐2的长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种托卡马克外侧天线，其特征在于：包括馈电波导、帽檐、子波导和金属底座，所述金属底座呈W型，所述金属底座的两端分别与一所述馈电波导的下表面连接，两个所述馈电波导相对的一侧分别与一所述帽檐连接，所述金属底座上表面上等间距设置有若干个所述子波导，每个所述子波导的高度均不超过所述馈电波导的高度，一个所述馈电波导用于作为微波输入端口，另一个所述馈电波导用于微波输出端口。2.根据权利要求1所述的托卡马克外侧天线，其特征在于：所述馈电波导的通过口为矩形，所述馈电波导的顶面与所述金属底座的顶端平齐，所述子波导的起始高度不高于所述馈电波导的底面。3.根据权利要求1所述的托卡马克外侧天线，其特征在于：所述帽檐呈倒U型且对称连接于两端的所述馈电波导上，所述帽檐的顶面与所述馈电波导的顶面平齐、两侧面均为直角三角形，两侧面均与所述馈电波导的侧壁相连。4.根据权利要求1所述的托卡马克外侧天线，其特征在于：所述金属底座的底板呈拱形，所述底板上对称设置有两段台阶面，每段所述台阶面的两端均为平面，所述底板上设置的所述子波导的竖直长度相同且均为0mm
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100mm。5.根据权利要求4所述的托卡马克外侧天线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑶瑶，周庆，王振兴，刘成周，朱梁，马文东，单家芳，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：新型
国别省市：